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Notiziario Marketpress di
Lunedì 05 Giugno 2006 |
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SU NATURE UN IMPULSO ALLA NANOSCIENZA DEI MATERIALI MAGNETICI GRAZIE AD UNA NUOVA METODOLOGIA DI MISURAZIONE DELLE PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA BASATA SUL TEM
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Trieste, 5 giugno 2006 - L´ultimo numero della presigiosa rivista scientifica internazionale Nature ha pubblicato il lavoro di un´equipe di ricercatori cechi, austriaci e italiani che dimostra come sia possibile misurare le proprietà magnetiche della materia con una risoluzione spaziale dell’ordine del miliardesimo di metro, utilizzando un microscopio elettronico in trasmissione, il Tem. Questo risultato dimostra per la prima volta un effetto fisico fondamentale nell’interazione fra elettrone e materia. Al tempo stesso il lavoro dimostra la possibilità di studiare i materiali magnetici con risoluzioni spaziali non raggiungibili con le attuali metodologie basate sull’uso di microscopi ottici o sull’uso dei raggi x. I risvolti di questa scoperta si annunciano molto promettenti in tutti quei casi in cui si vogliono studiare le proprietà magnetiche di un sistema su scala nanometrica come, ad esempio, nella progettazione di computer sempre più compatti e potenti, rendendo possibile una miniaturizzazione estremamente spinta dei dispositivi di memorizzazione. Un altro campo potenziale di applicazione è quello dello studio di nuovi dispositivi basati sullo spin dell’elettrone, la cosiddetta spintronica. In questi dispositivi si ha non solo una corrente di elettroni, come nel caso dei normali dispositivi elettronici, ma si discrimina fra elettroni con diverso spin, consentendo di progettare nuovi dispositivi logici non binari. Si potrebbe così passare da una logica basata su due soli stati a quella di stati multipli, con un enorme incremento in termini di velocità e potenza di calcolo. Ma anche altri campi della conoscenza potrebbero geneficiare di tale scoperta. Ad esempio, in zoologia, lo studio di batteri sensibili ai campi magnetici potrà aiutare nella comprensione dei meccanismi di orientamento di alcune specie animali migratorie. Il progetto di ricerca di cui si riportano i risultati su Nature, denominato Chiraltem, è stato finanziato dall´Unione Europea nell’ambito del Vi programma quadro. Ha preso le mosse nel 2004 da una collaborazione fra il Tasc-infm-cnr dell´Area Science Park di Trieste (in particolare con il Centro di microscopia elettronica, la linea Ape presso il Laboratorio di luce di Sincrotrone Elettra e il Gruppo Mbe del Prof. Alfonso Franciosi dell´Università di Trieste), l’Università di Vienna, l’Università di Dresda, l’Università di Regensburg e l’Accademia delle Scienze di Praga, che hanno stilato un progetto finalizzato a dimostrare il nuovo approccio fisico e la possibilità di osservare le proprietà dicroiche di un materiale magnetico in un Tem. Il "dicroismo circolare", dal greco “due colori”, è quel fenomeno noto nella fisica per cui alcuni materiali hanno differenti comportamenti a seconda che i campi elettromagnetici che li illuminano ruotino verso destra o verso sinistra. Questo effetto riveste una grande importanza nello studio delle proprietà magnetiche della materia. Il gruppo triestino che ha partecipato all’esperimento è formato da Elvio Carlino, responsabile italiano del progetto, Giorgio Rossi, Giancarlo Panaccione e Mauro Fabrizioli. Ha avuto il ruolo di ideare e realizzare un campione con caratteristiche fisiche ottimali per lo studio sia con luce di sincrotrone che con un Tem. Le analisi strutturali sul campione sono state fatte presso il centro di microscopia elettronica del Tasc-infm-cnr mentre le misure di dicroismo con raggi x sono state realizzate presso la linea Ape su Elettra. Le misure di dicroismo in Tem sono state realizzate presso il laboratorio di Vienna. In questo modo si è dimostrata per la prima volta la possibilità di studiare le proprietà di dicroismo in un Tem e si è aperta la strada ad una nuova metodologia che trovarà impiego nella nanoscienza dei materiali magnetici, di cui tanto si parla in questi ultimi anni. I microscopi elettronici in trasmissione (Tem) sono degli strumenti che, utilizzando elettroni con energie fra 100. 000 e 400. 000 eV, rivelano le proprietà strutturali, elettroniche e chimiche dei materiali con risoluzioni atomiche. Una delle peculiarità dei Tem è infatti quella di avere elevatissime risoluzioni spaziali, ma si riteneva, prima della ricerca pubblicata su Nature, che non potessero essere impiegati per lo studio delle proprietà di dicroismo magnetico circolare per le diverse proprietà degli elettroni rispetto ai fotoni. . |
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